压力冲击是船舶舵机液压伺服系统工作过程中的重要现象,将直接影响船舶舵机系统操舵精度、系统稳定性和安全性,抑制压力冲击是提高船舶舵机液压伺服控制系统性能的重要手段。传统的管道消振装置多采用亥姆霍兹消振器或蓄能器。亥姆霍兹消振器利用油液在扩张腔内的共振实现能量消耗,对压力冲击的衰减能力有限且具有强烈的频率选择性,而蓄能器能够有效的抑制压力脉动,但吸收压力冲击的性能较弱。因此,设计新型管道消振装置对船舶舵机系统中的压力冲击进行针对性的吸收与抑制具有重要意义。本文首先结合皮囊式蓄能器和亥姆霍兹共振器的结构和功能特点,设计了一种亥姆霍兹共振器内嵌充气皮囊的新型皮囊式管道消振器,充分利用气体的可压缩性对压力冲击进行吸收,具有结构紧凑的特点,非常适用于空间较为狭小的船舶舵机系统。然后,对该消振器的工作原理进行了理论分析,并根据动力学理论建立了其数学模型,研究了扩张腔体积、阻尼孔孔数以及皮囊初始充气压力等参数对该消振器吸收压力冲击性能的影响。并建立了管路系统的动力学方程,研究了基于该消振器的阻尼负载系统的频率特性。接着,根据消振器数学模型建立了吸收压力冲击的仿真模型,采用控制变量法分别研究了消振器扩张腔体积、阻尼孔孔数以及皮囊初始充气压力对消振器吸收冲击压力性能及频率特性的影响,并对相关参数进行了优化设计。最后,研制了消振器样机并搭建了试验平台,对阻尼孔孔数、皮囊初始充气压力的仿真部分进行了试验验证,试验结果与仿真结果相符合。消振器经优化设计后,插入损失最大可达8.18 dB。本文所提出的皮囊式管道消振器优化设计方法,能够有效提高消振器吸收压力冲击性能,从而提高船舶舵机液压伺服系统性能,具有一定的理论研究价值和工程应用价值。